Serotonin Sistemini Baştan Programlayabiliriz

Serotonin Sistemini Baştan Programlayabiliriz

Ne zaman mutsuz olsak canımız çikolata gibi keyif verici yiyecekler çeker. Bunun nedeni beynimizin mutsuzluğu telafi etmek için serotonin salgılamak istemesidir. Çikolata gibi tatlı yiyeceklerin bize keyif vermesinin sebebi bu tür moleküllerdir. Amerika’da Texas Üniversitesi ve Houston Üniversitesi’nde farklı alanlarda çalışan bir grup araştırmacı vücudumuzda ki serotonin salgılama sistemine müdahale etmeyi başardılar ve şimdi daha bu sistemle ilişkili rahatsızlıklar için daha etkili tedaviler bulmanın peşindeler.

Öncelikle bu hormonu ve bunun salgılanma mekanizmasını tanıyalım. Serotonin başlıca sindirim sisteminde görev almasının yanında, beynimizdeki nöron ağlarını düzenleme özelliğine sahip önemli bir hormondur. Bu nöron ağları sirkadyan ritimler, algılama gibi önemli işlevler dahil olmak üzere çok önemli görevleri vardır. Bu molekülün salgılama mekanizmasının düzenlenmesi birçok rahatsızlıkta kullanılan tedavi metotlarından biridir. Serotonin bir nörotransmitter olarak büyüme, üreme, davranış ve yaşlanma gibi çok geniş bir yelpazede vücudun çeşitli bölgelerinde görevlere sahiptir. Bu hormonun eksikliği üzerine yapılan çalışmalar serotonin eksikliğinin ölümcül olacağını göstermiştir. C. elegans solucanlarında yapılan deneylerde serotonin hormonun çeşitli maddelerle azaltılması sonucu solucanlarda obezite ve değişik gelişim bozuklukları ortaya çıkmıştır.

İleri Okuma: Serotonin Nedir?

Serotoninin Hastalıklardaki Rolü

Araştırma ekibi depresyondan obeziteye kadar neredeyse tüm rahatsızlıkların serotonin salgılama sistemiyle olan ilişkisini ve bu rahatsızlıkların ne gibi işlev bozuklukluklarına yol açtığını incelediler. Araştırmanın odak noktası hücre zarında bulunan serotonin reseptörler oldu. Reseptörlerin her biri bu moleküllerinin bağlanması için uygun aktif alan sağlıyor. Serotonin molekülü reseptöre bağlandığında reseptör şeklini değiştiriyor ve hücrenin içine sinyal gönderiyor.

Serotonin ile ilgili rahatsızlıklarda uygulanan geleneksel ilaç tedavileri bu aktif alanlarda oluşan etkileşimleri hedef alıyordu. Ancak allosterik etki dediğimiz bir süreçte reseptörler kendilerine bağlanan proteinler yüzünden şeklini değiştirebiliyor. Bu demek oluyor ki dışarıdan bir protein eğer reseptöre (bir diğer protein) bağlanırsa reseptörün domainlerinden bir veya birkaçıyla etkileşime giriyor ve reseptörde bir takım şekil ve fonksiyon değişikliklerine sebep olabiliyor.

Prof. Kathryn Cunningham konuyla ilgili şunları söylüyor “proteinlerdeki bu etkileşimleri göz önüne aldığımızda bu sistemle ilgili yeni bir şey keşfettik.  Temel olarak yeni molekül dizileri yarattık ve bu molekülleri reseptöre bağlandığında allosterik etki gösterecek şekilde tasarladık.”

Serotonin Gibi PTEN Molekülleri de Serotonin Reseptörlerine Bağlanıyor

Araştırma ekibi 5-HT2C reseptörü, serotonin ve PTEN adlı başka bir molekül arasındaki etkileşime odaklanmayı tercih ediyorlar. Tıpkı serotonin gibi PTEN molekülleri de 5-HT2C reseptör işlevini aktif alan dediğimiz uzak bir mesafeden düzenliyor. Bir diğer deyişle aynı reseptör üzerinde hem serotonin hem de PTEN adlı molekül eş zamanlı olarak etki gösteriyorlar. İki molekülün aynı reseptör üzerinde etki etmesi allosterik etki yaratıyor ve hücrenin içine olan sinyalleri zayıflatıyor.

Prof. Scott Gilbertson deneyin bu kısmını şöyle açıklıyor “Burada amacımız 5-HT2C reseptörünün sinyalleri göndermesini devam ettirmek ve PTEN molekülünün bağlandığı reseptörlerin sayısını azaltmak. Bunu yapmanın yollarından birisi ortama bu reseptöre benzeyen bir inhibitör koymak, inhibitörümüz PTEN molekülleriyle bağlanmaya çalışacak yani reseptörle bir anlamda rekabet edecek.

İki Molekül Rekabet Halinde

İnhibitör olarak konulan molekül 5-HT2C reseptöründe PTEN molekülün bağlandığı bir parçası olarak seçildi. Bu tür protein parçaları peptit olarak adlandırılıyor. Burada kullandığımız 3L4F peptididir. Deneylerde ortaya çıkan sonuçlara göre 3L4F peptidi 5-HT2C reseptöründe tetikleyici olarak görev alıyor. Bu peptid reseptöre bağlıyken hücrenin içine sinyal iletimini sağlıyor ancak inhibitör olarak kullandığımızda tek başına PTEN molekülüne bağlanıyor ve hiçbir etki göstermiyor.

Araştırmalar klinik tedavilerde kullanılmak üzere geliştiriliyor ve bu etkileşimler göz önüne alınarak çeşitli ilaçlar üretilmeye çalışılıyor. Ekip deneyin bir sonraki aşamasında 3L4F peptidin etkisini bu benzer etkilere sahip molekülün yarısının kesilmiş haliyle denedi. Bilgisayar üstünde yapılan moleküler modellemeler kullanılarak bu peptidin hangi moleküllerinin PTEN ile etkileştiğini belirlediler. Etkileşimin bilinmesi daha sonra benzer özelliğe sahip daha küçük moleküller tasarlamak açısından büyük önem teşkil ediyor.

Cunningham bundan sonrası için şunları söylüyor “ Artık işin temel mekanizmasını çözdük bundan sonrası yapılması gereken tedavi olarak kullanılmak üzere yeni moleküller oluşturmaktır. Ayrıca PTEN ve 5-HT2C reseptörü arasındaki ilişki daha çok araştırma yapılması gereken bir konu ve birçok rahatsızlığın tedavisi için umut vadeden bir yer.”

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar
Yazıyı beğendiyseniz 5 yıldız verebilir misiniz?

Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an Johnson & Johnson'a bağlı olarak Erenköy Ruh ve Sinir Hastalıkları hastanesinde klinik araştırma koordinatörü olarak çalışıyorum. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.